ВВЕДЕНИЕ 6
1 Анализ предметной области 7
1.1 Актуальность 7
1.2 Обзор системы координат существующих манипуляторов 7
1.3 Классификация промышленных роботов 10
1.4 Обзор средств реализации проекта 11
1.4.1 Обзор контроллеров и отладочных плат 13
1.4.2 Обзор сервоприводов 16
1.4.3 Обзор видов блока питания 19
1.4.4 Обзор филаментов 20
1.5 Цель и задачи дипломного проектирования 22
2 Разработка кинематической схемы манипулятора 24
2.1 Решение прямой задачи кинематики 26
2.2 Решение обратной задачи кинематики 40
3 Разработка конструкции манипулятора 53
3.1 Требования к разрабатываемому манипулятору 53
3.2 Выбор сервопривода 53
3.3 Выбор САПР 55
3.4 Выбор филамента 58
3.5 Проектирование звеньев 59
3.6 Проектирование поворотного основания 63
3.7 Проектирование схвата 65
4 Реализация системы управления на базе платформы Arduino 68
4.1 Разработка структурной части 68
4.2 Выбор элементов аппаратной части 70
4.3 Расчет потребления энергии сервоприводов и Arduino 73
4.4 Выбор источника питания 74
4.5 Разработка подключения электрической схемы 75
5 Разработка программы для системы управления манипулятором на
базе платформы Arduino 78
5.1 Выбор среды программирования 78
5.2 Разработка графического интерфейса и управляющей программы 83
5.3 Разработка программы для платы Arduino 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 92
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 93
В течение долгих веков люди создают механизмы и машины, умеющие упростить нашу жизнь. С каждым днём появляются новые устройства и улучшаются существующие. Аналогичных устройств уже очень много, но, наиболее значительным достижением человеческой идеи считаются роботы.
Робот - многофункциональная перепрограммируемая машина для полностью или частично автоматического выполнения двигательных функций аналогично живым организмам, а также некоторых интеллектуальных функций человека.
Манипуляторы отлично справляются с однотипной долгой работой, и превосходят в этом качестве человеческий труд. Автоматизированные производства, в которых используются роботы, позволяют решать задачи с широкой номенклатурой продукции путем перепрограммирования.
Был создан модель манипулятора, с помощью нее можно повысить качество получения: базовых и углубленных знаний, навыков по направлению “мехатроника и робототехника”, изучение робототехники, кинематики и принципа построения роботов, отработки навыков программирования, отладки и управления роботом.
1. Егоров О.Д., Конструирование механизмов роботов, Москва: Абрис,
2012. - 315 с.
2. Юрьевич Е.И., Основы робототехники, 4-е изд., Спб.: БХВ-Петербург, 2018. - 304 с.
3. Борисов О.И., Громов В.С., Пыркин А.А., Методы управления робототехническими приложениями. Учебное пособие - СПб.: Университет ИТМО, 2016 - 108с.
4. Блум Джереми, Изучаем Arduino: инструменты и методы
технического волшебства, СПб: БХВ-Петербург, 2018. - 336 с.
5. Соммер У., Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino, СПб: БХВ-Петербург, 2013. - 256 с.
6. Момот М.В., Мобильные роботы на базе Arduino, СПб: БХВ- Петербург, 2018. - 335 с.
7. Игнатьев М. Б., Покровский А. М. Алгоритмы управления роботами манипуляторами - М.: Машиностроение, 1972 г.